材料力学精编例题word资料11页
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第二章2-1试求图示各杆11,22,33截面上的轴力,并作轴力图。
(a)(b)题2-1图解:()受力分析,如图2-1。
各个截面上的轴力取拉力为正,压力为负, a 由轴向平衡条件,0X =∑321200203002030400N N N +=⎧⎪+−=⎨⎪+−−=⎩ ⇒1350(10(20(N kN kN N kN =⎧⎪=⎨⎪=−⎩2拉力)N 拉力)压力)作轴力图如上。
(b )各截面上的轴力,均按其正方向设出,由轴向受力平衡:由0X =∑可得 作轴力图如上。
13(0(N P N P =⎧⎪=⎨⎪=⎩2拉力)N 拉力)2-2在图示简易吊车的横梁上P 力可以左右移动。
试求截面11上的内力及其最大值。
解:如图所示,题2-2图构件在1截面处“断开”,以下方的部分为研究对象,轴力和力作用在研究对象上,由平衡条件:1−1N P 0AM=∑1(sin )P x N l 0α⋅+−⋅= 11()sin P xN N x l α⋅==(P l α、、均为常数)1N 最大值为 1,max1()sin sin P l PN N l l αα⋅===⋅ 2-3图示为简易起重机。
已知钢丝绳子AC 的横截面积24AC A cm =,吊杆AB 的横截左面积26AB A cm =,当起重量P=20KN 时,求钢丝绳子AC 和吊杆AB 的正应力。
题2-3图解:先假设吊杆AB 、均受拉力作用,则对AC A 点进行受力分析可知,两杆对A 的作用力如图示方向。
AB AC T T 、由受力平衡得:0AB AC P T T ++=J G JJJ G JJJ GX Y ⎧=⎪⎨=⎪⎩∑∑ cos30cos 450cos 45cos600AC AB AB AB T T P T T ⋅°+⋅°=⎧⇒⎨+⋅°+⋅°=⎩20P k =N N =⎧⎨=−⎩54.6466.93AC AB N kNN kN=⎧⎨=−⎩ ⇒54.6466.93AC AB T k T kN 可见,杆受拉,而AC AB 杆实际受压。
材料力学(一)轴向拉伸与压缩【内容提要】材料力学主要研究构件在外力作用下的变形、受力与破坏、失效的规律。
为设计既安全可靠又经济合理的构件,提供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。
【重点、难点】重点考察基本概念,掌握截面法求轴力、作轴力图的方法,截面上应力的计算。
【内容讲解】一、基本概念强度——构件在外力作用下,抵抗破坏的能力,以保证在规定的使用条件下,不会发生意外的断裂或显著塑性变形。
刚度——构件在外力作用下,抵抗变形的能力,以保证在规定的使用条件下不会产生过分的变形。
稳定性——构件在外力作用下,保持原有平衡形式的能力,以保证在规定的使用条件下,不会产生失稳现象。
杆件——一个方向的尺寸远大于其它两个方向的尺寸的构件,称为杆件或简称杆。
根据轴线与横截面的特征,杆件可分为直杆与曲杆,等截面杆与变截面杆。
二、材料力学的基本假设工程实际中的构件所用的材料多种多样,为便于理论分析,根据它们的主要性质对其作如下假设。
(一)连续性假设——假设在构件所占有的空间内均毫无空隙地充满了物质,即认为是密实的。
这样,构件内的一些几何量,力学量(如应力、位移)均可用坐标的连续函数表示,并可采用无限小的数学分析方法。
(二)均匀性假设——很设材料的力学性能与其在构件中的位置无关。
按此假设通过试样所测得的材料性能,可用于构件内的任何部位(包括单元体)。
(三)各向同性假设——沿各个方向均具有相同力学性能。
具有该性质的材料,称为各向同性材料。
综上所述,在材料力学中,一般将实际材料构件,看作是连续、均匀和各向同性的可变形固体。
三、外力内力与截面法(一)外力对于所研究的对象来说,其它构件和物体作用于其上的力均为外力,例如载荷与约束力。
外力可分为:表面力与体积力;分布力与集中力;静载荷与动载荷等。
当构件(杆件)承受一般载荷作用时,可将载荷向三个坐标平面(三个平面均通过杆的轴线,其中两个平面为形心主惯性平面)内分解,使之变为两个平面载荷和一个扭转力偶作用情况。
习题1-1图示拆卸工具的爪钩(见图),若已知顶压力F=20kN ,求m-m 截面上的内力.1-2试求图示m-m ,n-n 截面上的内力.习题1-1图习题1-2图1-3图示简易托架横梁上有吊车移动。
试求截面1-1和2-2(位于集中力F 左侧)上的内力及其最大值.ACB5kNnnm 2mm 1m1mFB21 21CAmm3232Fd习题1-3图1-4图示圆形薄板半径为R=100mm,变形后半径R 的增量为ΔR=2×10.3mm,.分别求出沿半径和外圆周两个方向的平均应变。
1-5图示三角形薄板受外力作用而变形,角点B 垂直向上位移为0.06mm, AB 和OB 仍保持为直线.试求:1)OB 的平均应变; 2)AB 和OB 两边在B 点的角度改变。
习题1-4图习题1-5图思考题2-1 若杆件横截面上各点处的正应力都相等,则该截面上的法向分布内力的合力必通过横截面形心吗?又若杆件法向分布内力的合力通过横截面形心,横截面上各点处的正应力必相等吗?2-2 闭合薄壁截面杆受轴向拉伸如下图所示。
若已知A 、B 两点间距离为a,材料的横向变形系数。
试证明该两点距离改变量为aAB。
2-3 试说明公式A F N,EA lF lN 的应用条件,并说明E 的物理意义和量纲。
2-4 三根杆件尺寸相同但材料不同,材料的曲线如图所示,试问哪一种(1)强度高?B240OA4545ΔRR思考题2-2图σσBA(2)刚度大?(1)塑性好?2-5 杆件弹性模量E =210GPa ,比例极限σp =200MPa; 在轴向拉力作用下,纵向线应变为ε=8×10—4,求此时横截面上的正应力。
若拉力加大使杆件的纵向线应变增加到ε=5×10—3,问此时横截面上的正应力能否再由胡克定律确定?2-6 若已测得受力物体内x 和y 两方向均有线应变,问在x 和y 两方向是否都必有正应力? 若测得x 和y 两方向均无线应变,则在x 和y 两方向是否都必无正应力?2-7 低碳钢试样的拉伸图中,拉断时的应力为何比强度极限低?2-8 两根杆件,同样材料制成但横截面积不同,它们的强度极限相同吗?2-9 脆性材料制成的轴向拉伸矩形截面杆,若有方向平行于轴线的裂纹,问杆的强度是否因此降低?若裂纹方向垂直于轴线,杆的强度是否因此降低?2-10 在图示杆系中,钢杆1和铜杆2的许用应力分别为1和2,横截面面积分别为A 1和A 2 ;且1>2,而A 2>A 1; 能断定铜杆2先破坏吗?若根据节点C 的平衡条件ΣY=0求结构的许可荷载,则2201130cos ][45cos ][][A A F ,这种结论对吗?2-11在图示杆系中,若1、2、3三杆的材料及横截面面积均相同,问可否有办法使各杆同时达到材料的许用应力值?习题思考题2-10图 21CAB F3045FC AB D 123思考题2-11图123思考题2-4图2-1求图示各杆1-1、 2-2和3-3截面上的轴力,并作轴力图。
第1章1-1 什么是构件的强度、刚度和稳定性?1-2 材料力学对变形固体有哪些假设?第2章2-1 试作图示各杆的轴力图,并确定最大轴力| FN |max 。
2-2 试求图示桁架各指定杆件的轴力。
2-3 试作图示各杆的扭矩图,并确定最大扭矩| T|max 。
2-4 图示一传动轴,转速n=200 r/min ,轮C为主动轮,输入功率P=60 kW ,轮A、B、D均为从动轮,输出功率为20 kW,15 kW,25 kW。
(1)试绘该轴的扭矩图。
(2)若将轮C与轮D对调,试分析对轴的受力是否有利。
2-5 试列出图示各梁的剪力方程和弯矩方程。
作剪力图和弯矩图,并确定| Fs |max及|M |max值。
2-6 试用简易法作图示各梁的剪力图和弯矩图,并确定| F s |max及| M|max值,并用微分关系对图形进行校核。
2-7 图示起重机横梁AB承受的最大吊重F P=12kN,试绘出横梁A B的内力图。
2-8 图示处于水平位置的操纵手柄,在自由端C处受到一铅垂向下的集中力F p作用。
试画出AB段的内力图。
第3章3-1图示圆截面阶梯杆,承受轴向荷载F1=50kN与F2的作用,AB与BC段的直径分别为d1=20mm与d2=30mm,如欲使AB与BC段横截面上的正应力相同,试求荷载F2之值。
3-2变截面直杆如图所示。
已知A1=8cm2,A2=4cm2,E=200GPa 。
求杆的总伸长量。
3-3 在图示结构中,AB为刚性杆,CD为钢斜拉杆。
已知F P1=5kN ,F P2=10kN ,l=1m ,杆CD的截面积A=100mm2 ,钢的弹性模量E=200GPa 。
试求杆CD的轴向变形和刚性杆AB在端点B的铅垂位移。
3-4 一木柱受力如图所示。
柱的横截面为边长200mm的正方形,材料可认为符合胡克定律,其弹性模量E=10GPa。
如不计柱的自重,试求:(1)作轴力图;(2)各段柱横截面上的应力;(3)各段柱的纵向线应变;(4)柱的总变形。
拉伸与压缩1.图示结构,4F为刚性杆,CD杆为钢制,其面积A = 200mm2,弹性模量E=2.0X 105MPa o B处弹簧刚度^=3X103N/mm,匸lm。
若CD杆的许用应力[B = 160MPa,试求荷载F的容许值。
(西南交大2003年)2.图示结构C结点与滑块餃接,不计滑块与滑槽间摩擦力,滑块只可能沿滑槽上下自由移动,4C与BC两杆面积均为A=100mm2,材料的弹性模量均为E=2.0x 105MPa,膨胀系数 a =12x10-6(1/1)。
求当BC杆升温50°C ,而4C杆温度不变时C处的位移值。
(西南交大2002 年)3.图示杆系中AC、BC杆的直径分别为Ji=10mm、J2=20mm,两杆材料均为0235钢, 许用应力= 170MPa,试按强度条件确定容许F值。
(西南交大2001年)4.图示两端固定的杆件,在距左端x处作用一轴向力F,杆横截面面积为4,材料的许用拉应力为[况,许用压应力为[创,且[创=3[5]。
求x为何值时F的许可值最大?其值[FUx 为多少?(西南交大1999年)X5.图示结构中①、②、③三杆的材料相同,弹性模量均为E,线膨胀系数均为a。
三杆的横截面面积分别为旳、A2、A3 ,各杆的长度如图所示。
横杆CD为钢杆。
受力如图所示, 各杆温度同时上升&°C。
求①、②、③三杆的轴力。
(西南交大1998年)6.图示结构中,BC为刚性梁,杆①、②、③的材料、横截面面积均相同,在横梁BC ± 作用一可沿横梁移动的载荷F,其活动范围为0 <x<2«o计算各杆的最大轴力值。
(西南交大1997年)p7、空心圆截面钢杆,其外径D=40mm,内径d=20mm,承受轴向拉力F=180kN,钢材的弹性常数E=2.0x 105MPa及v=0.3。
求m—m横截面上a、b两点的相对位移和b、c两点的相对位移。
(西南交大1991年)D8、AC及BC两钢杆的抗拉刚度为EA,在C点較接处受一铅垂向下的力F作用。
一、空心钢轴的外径D =100mm ,内径d =50mm ,若要求轴在单位长度内的最大转角不超过0.75°,试求它所承受的最大扭矩,并求此时轴内的最大切应力。
已知G =80GPa 。
二、两杆AC 和BC 两端均为铰支,且在C 处承受F =200kN 力的作用。
两杆的材料均为钢,直径均为mm 50=d ,许用应力MPa 100][=σ,弹性模量E =200GPa ,试校核两杆的强度;并求C 点的垂直位移。
F
C 30°
F F C
C'4
1
2
3
AC ∆l BC
∆l N,AC
N,BC
三、作梁和刚架的内力图。
16 kN
a 2a
q = 2 kN/m
(d)F
a 2a
a
q (e)
q
(a)
q
a
a
F
(b)
MPa ,截面对形心轴c z 的惯性矩F 。
0.8F (+)
0.6F (-)
(a)
五、求图示刚架自由端C 点的垂直位移和水平位移。
EI 为常数,拉压和剪切变
形不计。
(提示:跨度为l 的悬臂梁自由端受集中力偶e M 作用,该处转角为EI l
M e ,
挠度为EI l M e 22
;跨度为l 的悬臂梁自由端受集中载荷F 作用,该处转角为EI
Fl 22
,
挠度为EI
Fl 33
)
六、图示铝柱用青铜芯加强,置于刚性支承上,加在刚性盖板上的轴向压力F =40kN ,已知两种材料的弹性模量分别为E al =70GPa ,E br =100GPa ,求横截面上两种材料的正应力。
习题2-1图 习题2-2图习题2-3图 习题2-4图习题2-5图 习题2-6图材料力学习题大全及答案第1章 引 论1-1 图示矩形截面直杆,右端固定,左端在杆的对称平面内作用有集中力偶,数值为M 。
关于固定端处横截面A -A 上的内力分布,有四种答案,根据弹性体的特点,试分析哪一种答案比较合理。
正确答案是 C 。
1-2 图示带缺口的直杆在两端承受拉力F P 作用。
关于A -A 截面上的内力分布,有四种答案,根据弹性体的特点,试判断哪一种答案是合理的。
正确答案是 D 。
1-3 图示直杆ACB 在两端A 、B 处固定。
关于其两端的约束力有四种答案。
试分析哪一种答案最合理。
正确答案是 D 。
1-4 等截面直杆在两端承受沿杆轴线的拉力F P 。
关于杆中点处截面A -A 在杆变形后的位置(图中虚线所示),有四种答案,根据弹性体的特点,试判断哪一种答案是正确的。
正确答案是 D 。
1-5 图示等截面直杆在两端作用有力偶,数值为M ,力偶作用面与杆的对称面一致。
关于杆中点处截面A -A 在杆变形后的位置(对于左端,由A A '→;对于右端,由A A ''→),有四种答案,试判断哪一种答案是正确的。
正确答案是 C 。
习题2-1图习题2-2图习题2-3图习题2-4图1-6 等截面直杆,其支承和受力如图所示。
关于其轴线在变形后的位置(图中虚线所示),有四种答案,根据弹性体的特点,试分析哪一种是合理的。
正确答案是 C 。
第2章 杆件的内力分析2-1 平衡微分方程中的正负号由哪些因素所确定?简支梁受力及Ox 坐标取向如图所示。
试分析下列平衡微分方程中哪一个是正确的。
(A )d d Q x F d M(B )d d Q x F (C )d d Q x F (D )d d Q xF 2-2 对于图示承受均布载荷q 的简支梁,其弯矩图凸凹性与哪些因素相关?试判断下列四种答案中哪几种是正确的。
材料力学习题选及其解答精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】5-1. 矩形截面悬臂梁如图所示,已知l =4m ,h/b=2/3,q=10kN/m ,[]=10MPa ,试确定此梁横截面的尺寸。
解:(由弯矩图知:(2)计算抗弯截面模量(3)强度计算5-2. 20a工字钢梁的支承和受力情况如图所示,若[]=160MPa ,试求许可载荷。
解:(1(2)查表得抗弯截面模量(3)强度计算取许可载荷5-3. 图示圆轴的外伸部分系空心轴。
试作轴弯矩图,并求轴内最大正应力。
qxMql 2x解:(1(2C截面:B 截面:(3)轴内的最大正应力值5-8. 压板的尺寸和载荷如图所示。
材料为45钢,s =380MPa ,取安全系数n=1.5。
试校核压板的强度。
(3)强度计算许用应力Mx强度校核压板强度足够。
5-12. ⊥形截面铸铁梁如图所示。
若铸铁的许用拉应力为[t ]=40MPa ,许用压应力为[c ]=160MPa ,截面对形心z c 的惯性矩I zc =10180cm4,h 1=96.4mm ,试求梁的许用载荷P 。
解:(1(2A 截面的最大压应力A 截面的最大拉应力C 截面的最大拉应力取许用载荷值5-15. 铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示。
许用拉应力[l ]=40MPa ,许用压应力[c ]=160MPa 。
试按正应力强度条件校核梁的强度。
若载荷不变,但将T 形截面倒置成为⊥形,是否合理何故x0.6解:(1)画梁的弯矩图截面(2形心位置和形心惯性矩(3)强度计算B 截面的最大压应力B 截面的最大拉应力C 截面的最大拉应力梁的强度足够。
(4)讨论:当梁的截面倒置时,梁内的最大拉应力发生在B 截面上。
梁的强度不够。
5-20. 试计算图示工字形截面梁内的最大正应力和最大剪应力。
解:(1A No16Mx QMx最大剪力和最大弯矩值是(2)查表得截面几何性质(3)计算应力最大剪应力最大正应力5-22. 起重机下的梁由两根工字钢组成,起重机自重Q=50kN,起重量P=10kN。
实用文档第一章绪论【例 1-1 】钻床如图1-6a 所示,在载荷P 作用下,试确定截面m-m上的内力。
【解】( 1)沿 m-m 截面假想地将钻床分成两部分。
取m-m 截面以上部分进行研究(图1-6b ),并以截面的形心O为原点。
选取坐标系如图所示。
( 2)为保持上部的平衡,m-m 截面上必然有通过点O的内力 N 和绕点 O的力偶矩M。
( 3)由平衡条件∴【例 1-2 】图 1-9a 所示为一矩形截面薄板受均布力p 作用,已知边长=400mm,受力后沿 x 方向均匀伸长=0.05mm。
试求板中 a 点沿 x 方向的正应变。
【解】由于矩形截面薄板沿x 方向均匀受力,可认为板内各点沿x 方向具有正应力与正实用文档应变,且处处相同,所以平均应变即 a 点沿 x 方向的正应变。
x 方向【例 1-3 】图 1-9b 所示为一嵌于四连杆机构内的薄方板,b=250mm。
若在 p 力作用下CD杆下移b=0.025,试求薄板中 a 点的剪应变。
【解】由于薄方板变形受四连杆机构的制约,可认为板中各点均产生剪应变,且处处相同。
第二章拉伸、压缩与剪切【例题 2.1 】一等直杆所受外力如图 2. 1 (a)所示,试求各段截面上的轴力,并作杆的轴力图。
解:在 AB段范围内任一横截面处将杆截开,取左段为脱离体( 如图 2. 1 (b)所示),假定轴力 F N1为拉力 ( 以后轴力都按拉力假设) ,由平衡方程F x0 , F N1300得F N130kN结果为正值,故 F N1为拉力。
同理,可求得BC段内任一横截面上的轴力( 如图 2. 1 (c)所示)为F N230 4070(kN)在求 CD段内的轴力时,将杆截开后取右段为脱离体( 如图 2. 1 (d)所示),因为右段杆上包含的外力较少。
由平衡方程F x0 ,F N330 200.得F N330 20 10(kN)结果为负值,说明 F N3 为压力。
同理,可得段内任一横截面上的轴力F N4 为DEF N4 20kN30kN 40kN80kN30kN 20kN(a)40kN 80kN 30kN 20kN30kNA (a)CDEB20kN30kN40kN80kN30kN(b) 30kN (a)A (a)BC DE40kN 80kN F30kN20kN30kN40kN 80kN 30kN 30kN20kNCDE(a)B30kN30kN(b) 40kN A F N1(a)(c)BD F N2EA30kN C(b)40kN(b)FABC D30kN20kN30kN80kNE30kN30kN(c)40kNF N2(b)F N330kN 20kN30kN(a)F(d)F 30kN40kN(b)F N2(c) BCDE30kN20kN30kNA(d)F N340kNF N2(c)30kN(c)30kN (b)e)F N420kN40kN(d)20kN(c)F N2 FF N330kN(d)30kN (e)F N370kN 30kN 20kN F N420kN(d) (c)F N3 40kN 30kN F N2 20kN(e) 30kN70kN20kN(f)(d)20kN F N4 (e)FN420kNN3 70kN30kN(e)(d)(f)F20kN 30kN20kN20kNF N470kN10kN30kN(f)20kN70kN(f) (e) 30kN(e) 20kN FN410kN20kN(f)30kN70kN20kN10kN10kN(f)30kN 10kN20kN10kN(f)图 2.1 例题 2.1 图【例题 2.2 】 一正方形截面的阶梯形砖柱,其受力情况、各段长度及横截面尺寸如图 2.8(a) 所示。
一、简答题1、轴向拉压时杆件受力和变形的特点?答: 外荷载必须是轴向荷载,其内力只有轴力。
变形特点是轴向伸长或缩短。
2、什么是最大拉应力理论?如何选择?答:最大拉应力理论认为引起材料断裂的主要因素是最大拉应力,而且,不论材料处于何种应力状态,只要最大拉应力达到材料单向拉伸断裂时的最大拉应力,材料即发生断裂。
脆性材料在二向或三向受拉断裂时;当存在压应力的情况下,只在最大压应力值不超过最大拉应力值,可选用最在拉应力理论。
3、低碳钢拉伸试验时分哪几个变形阶段?答:有弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和缩颈阶段等。
4、什么是应力集中?应力集中对构件强度有何影响?答:应力应力集中:由于截面急剧变化所引起的应力局部增大现象,称为应力集中。
在设计脆性材料构件时,应考虑应力集中的影响。
在设计塑性材料构件的静强度问题时,通常可以不考虑应力集中的影响。
应力集中对构件的疲劳强度影响极大。
所以,在工程设计中,要特别注意减小构件的应力集中。
5、若直径和长度相同,而材料不同的两根轴,在相同的扭矩作用下,它们的最大切应力是否相同?扭转角是否相同? 答:轴扭转时最大剪应力p W T =τ,因为两根轴直径d 和长度l 都相同,所以p W 相同。
因此,最大剪应力max τ相同。
扭转角不同。
6、铸铁T 形截面悬臂梁,在自由端上作用向下的集中荷载。
若保证在任何情況下都无扭转(画出截面放置图,并说明理由。
)所以截面(在图中示意)?。
最大压应力发生在固定端左下角。
8、什么是疲劳破坏?图示交变应力循环特征r ,应力振幅σa 和平均应力σm 分别为多少?答:在交变应力作用下,构件产生可见裂纹或完全断裂的现象,称为疲劳破坏。
r =0, σa =50Mpa ,σm =50Mpa9、构件说明图示结构中,AD杆发生什么变形?答:发生弯曲和压缩的组合变形。
10、什么是最大拉应变理论?如何选择?11、梁截面合理强度设计的原则是什么?举例说明抗拉强度低于抗压强度的脆性材料梁,宜采用哪种截面?答:从弯曲强度考虑,合理的截面形状,是使用较小的截面面积,能获得较大抗弯截面系数的截面。
精选材料力学试题卷与含答案解析全1 / 51------- --- ------ -- - -- -- - 号- -- 学- -- _- - _ - - _- _- _ - _ - - _ - _ - - _ - _ - - _ - _- -- 名- -- 姓- - --- ---级 题班答准不内线业 封专密_ - _- _ - -_ - _ -- _- _ - - _ - _ - - _ - _ - - _- _- - _- _- - -- 院- -- 学- -- 术- -- 技 - -- 程- -- 工- - ----- -----江 苏 科 技 大 学学年第二学期资料力学试(A 题卷)题 号 一二三四五六总分得 分一、 选择题 (20 分 )1、图示刚性梁AB 由杆 1 和杆 2 支承,已知两杆的资料相同,长度不等,横截面积分别为 A 1 和 A 2,若载荷 P 使刚梁平行下移,则其横截面面积( )。
A 、A 1〈 A 2B 、A 1 〉A 2C 、A 1=A 2题一、 1 图D 、A 1、 A 2 为任意2、建立圆周的扭转应力公式τ ρ =M ρ ρ/I ρ 时需考虑以下因素中的哪几个答:( )( 1) 扭矩 M T 与剪应力τ ρ的关系 M T =∫A τρ ρdA ( 2) 变形的几何关系(即变形协调条件) ( 3) 剪切虎克定律( 4) 极惯性矩的关系式 I T =∫A ρ 2dAA 、(1)B 、( 1)(2)C 、(1)(2)( 3)D 、全部3、二向应力状态以下列图,其最大主应力σ 1 =()A 、σB 、 2σC 、 3σ题一、 3 图D、4σ4、高度等于宽度两倍 (h=2b)的矩形截面梁,承受垂直方向的载荷,若仅将竖放截面改为平放截面,其他条件都不变,则梁的强度()A、提高到原来的 2 倍B、提高到原来的 4 倍题一、 4C、降低到原来的1/2 倍D、降低到原来的1/4 倍5.已知图示二梁的抗弯截面刚度 EI 相同,若二者自由端的挠度相等,则 P1/P2=()A、2B、 4C、8题一、5图D、16二、作图示梁的剪力求、弯矩图。
一、试作出图示各杆的轴力图。
二、图示结构中,1、2两杆的横截面直径分别为mm 10和mm 20,试求两杆的应力。
设两根横梁皆为刚体。
三、桁架的尺寸及受力如图所示,若kN 300=F ,AB杆的横截面面积2mm 6000=A ,试求AB杆的应力。
()a四、在图示简易吊车中,BC 为钢杆,AB为木杆。
木杆AB的横截面面积21cm 100=A ,许用应力[]MPa 71=σ;钢杆BC 的横截面面积22cm 6=A ,许用应力[]MPa 1602=σ。
试求许可吊重[]F 。
五、在低碳钢拉伸实验用的力与变形曲线及应力应变曲线中分别标出p F 、s F 、b F 和p σ、s σ、b σ,并回答在εσ-曲线中的p σ、s σ、b σ是否是构件中的真实应力,如果不是请另绘出强化阶段与颈缩阶段真实应力曲线的大致形状。
六、像矿山升降机钢缆这类很长的拉杆,应考虑其自重的影响。
设材料单位体积的重量为γ,许用应力为[]σ。
钢缆下端所受拉力为F ,且钢缆截面不变。
试求钢缆的允许长度及其总伸长。
钢缆横截面面积为A 。
B七、图示结构中,AB 为刚体,杆1、杆2、杆3的材料和横截面面积均相同,在杆AB 的中点C 作用铅垂方向的载荷F,试计算C 点的水平位移和铅垂位移。
已知:kN 20=F ,2321mm 100====A A A A ,mm 1000=l ,GPa 200=E 。
八、设横梁ABCD为刚体。
横截面面积为2mm 36.76的钢索绕过无摩擦的滑轮。
设kN 20=P ,试求钢索内的应力和C九、图示结构中,AB 为刚体,1、2杆的抗拉(压)刚度均为EA 。
试求两杆的轴力。
十、图示杆系的两杆同为钢杆,GPa200=E,C 061105.12-⨯=α。
两杆的横截面面积同为2cm 10=A 。
若AC 杆的温度降低C 200,而AB 杆的温度不变,试计算两杆的轴力。
十一、图示支架中的三根杆件材料相同,杆1的横截面面积为2mm 200,杆2的横截面面积为2mm 300,杆3的横截面面积为2mm 400。
一填空1 为保证机械和工程结构的正常工作,其中各构件一般应满足强度、刚度和稳定性三方面要求。
2 截面上任一点处的全应力一般可分解为法线方向和切线方向的分量。
前者称为该点的正应力,用表示;后者称为该点的切应力,用表示。
4 低碳钢在屈服阶段呈现应力不变,应变持续增长的现象;冷作硬化将使材料的比例极限提高,而塑性降低。
5 低碳钢在拉伸过程中,依次表现为弹性,屈服,强化,颈缩四个阶段。
6材料的破坏形式有两种_____ _、 ___ _。
7 ε和ε1分别为杆件的轴向应变和横向应变,不管杆件受拉还是受压,ε和ε1乘积必小于零。
8.一硬铝试件,h=200mm,b=20mm。
试验段长度l0=70mm。
在轴向拉力F P =6kN作用下,测得试验段伸长Δl0=0.15mm。
硬铝的弹性模量E为 700MPa 。
9图示结构的剪切面面积= bl;挤压面积= ab。
10 有两根圆轴,一根是实心轴,一根是空心轴。
它们的长度、横截面面积、材料、所受转矩m均相同。
若用φ实和φ空分别表示实心轴和空心轴的扭转角,则φ实(大于)φ空。
(填入“大于”、“小于”、“等于”、或“无法比较”)11. 当受扭圆轴的直径减少一半,而其它条件都不变时,圆轴横截面上的最大剪应力将增大 8 倍。
12 若平面图形对某一轴的静矩为零,则该轴必通过图形的。
13 一截面矩形(高为h,底边宽为b),若z轴与底边重合,该截面对z轴的惯性矩为I z= 。
14 若一处圆形截面的极惯性矩I p =11.6 cm 4,则该截面的形心主惯性矩I z = 15 已知一根梁的弯矩方程为M x =-2x 2+3x +3,则梁的剪力方程为 。
16 等截面简支梁受均布荷载作用。
当梁的长度、高度、宽度和荷载均缩小为原来的1/10时,梁横截面上的最大正应力为原来的 100 %,最大剪应力为原来的 100 %,最大挠度为原来的 10 %。
18. 用积分法求图示梁的挠曲线方程时,需应用的边界条件是 ,连续条件是19设火车轮缘与钢轨接触点处的主应力为–800MPa 、–强度理论,其相当应力为 300MPa 。
20 横截面面积为A 的等直杆两端受轴向拉力F 的作用,最大正应力σmax = ,发生在 截面上,该截面上的剪应力τ= ;最大剪应力τmax = ,发生在 截面上,该截面上的正应力σ= ;任意两个相互垂直的斜截面上的正应力之和都等于 。
24 影响压杆临界力大小的因素有 杆长 、 支承 、截面形状及尺寸 、 材料 。
25非细长杆如果误用了欧拉公式计算临界力,其结果比实际 大,危险 ;横截面上的正应力有可能 超过比例极限 。
26 将圆截面压杆改成面积相等的圆环截面压杆,其它条件不变,其柔度将 降低 ,临界应力将 增大 。
二 选择题1. 图示钢杆在安装后尚有间隙e ,若在截面B 处受荷载F作用,杆件AB 段的伸长和BC 段的缩短分别用Δl AB 和Δl BC 表示,则在计算杆内轴力时()A. 当变形Δl AB< e时,按超静定问题求解;B. 当变形Δl AB> e时,按超静定问题求解;C. 当变形Δl AB= e时,按超静定问题求解;D. 当e=0时,按静定问题求解。
2关于下列结论:①应变分为线应变和角应变;②应变为无量纲量;③若物体的各部分均无变形,则物体内各点的应变均为零;④若物体的各点的应变为零,则物体内无位移。
上述4个结论,正确的有(C)(A)①、②对;(B)③、④对;(C)①、②、③对;(D)全对。
3 塑性材料经过冷作硬化处理后,它的()得到提高。
(A)强度极限;(B)比例极限;(C)延伸率;(D)截面收缩率。
4. 材料的塑性指标有( C)。
(A)σs和δ (B)σs和ψ (C)δ和ψ (D)σs、δ和ψ5作为脆性材料的危险应力是( D )A比例极限 B弹性极限 C屈服极限 D强度极限6. 由变形公式Δl=Fl/EA即E=F l/AΔl可知,弹性模量(A )(A)与载荷、杆长、横截面面积无关(B)与载荷成正比(C)与杆长成正比(D)与横截面面积成正比7. 在下列说法,( A)是正确的。
(A)内力随外力增大而增大(B)内力与外力无关(C)内力随外力增大而减小(D)内力沿杆轴是不变8. 一拉伸钢杆,弹性模量E=200GPa,比例极限为200MPa,今测得其轴向应变ε=0.0015,则横截面上的正应力( C )A σ=Eε=300MPaB σ>300MPaC 200MPa<σ<300MPaD σ<200MPa9. 脆性材料之应力应变图中,其屈服点并不明显,一般以横坐标(应变)上哪一点画此曲线通过原点处之切线的并行线来求其屈服强度(A)0.2 (B)0.2% (C)0.02 (D)0.02%。
10.下列说法正确的是( C )A. 杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和;B. 杆件某截面上的应力是该截面上内力的平均值;C. 应力是内力的集度;D. 内力必大于应力。
11. 在连接件上,剪切面和挤压面分别( B )于外力方向。
A 垂直、平行B 平行、垂直C 平行 D垂直13 剪应力互等定理适用于()A纯剪切应力状态 B平面应力状态;C弹性范围内(即剪应力不超过剪切比例极限); D空间任意应力状态。
14. 一圆轴用碳钢制作,校核其扭转角时,发现单位长度扭转角超过了许用值。
为保证此轴的扭转刚度,采用哪种措施最有效( C )。
A改用合金钢材料 B增加表面光洁度C增加轴的直径 D减小轴的长度15.两根长度相等、直径不等的圆轴承受相同的扭矩受扭后,轴表面上母线转过相同的角度。
设直径大的轴和直径小的轴的横截面上的最大剪应力分别为τ1max 和τ2 max,剪切弹性模量分别为G1和G2。
则( C )A. τ1max >τ2 maxB. τ1max<τ2 maxC. 若G1>G2,则有τ1max>τ2 maxD. 若G1>G2,则有τ1max<τ2 max16. 承受相同扭矩且长度相等的直径为d1的实心圆轴与内、外径分别为d2、D2(α = d2 / D2 ) 的空心圆轴,二者横截面上的最大剪应力相等。
关于二者重之比(W1/W2)有如下结论,正确的是( D )A . (1 −α4 )3 /2 B. (1 −α4 )3/ 2 /(1−α2 )C. (1 −α4 )/(1 −α2 )D. (1 −α4 )2 /3 /(1 −α2 )17 外径为D,内径为d的空心圆轴,两端受扭转力偶矩T作用,轴内的最大剪应力为τ。
若轴的外径为D/2,内径为d/2的,则轴内最大剪应力为(C)。
(A)2τ;(B)4τ;(C)8τ;(D)16τ。
18 扭转应力公式τρ=T·ρ/I p,适用的杆件范围是(C)。
(A)等截面直杆;(B)实心圆截面杆;(C)实心或空心圆截面杆;(D)圆截面杆或矩形截面杆。
19直径为D的实心圆轴,两端受扭转力偶矩作用,最大许可荷载为T,若将轴的横截面增大一倍,则其最大许可荷载为(C)。
(A)20.5T;(B)2T;(C)21.5T;(D)4T。
20 一空心圆轴,内外径之比为d/D=a,当轴的两端受扭转力偶矩T作用时,轴内最大剪应力为τ,此时横截面上在内圆周处的剪应力为(B)。
(A)τ;(B)aτ;(C)(1-a3)×τ;(D)(1-a4)×τ。
21. 表示扭转变形程度的量( B)。
A是扭转角ψ,不是单位长度扭转角θ B是单位长度扭转角θ,不是扭转角ψC是扭转角ψ和单位长度扭转角θ D不是扭转角ψ和单位长度扭转角θ22. 一空心钢轴和一实心铝轴的外径相同,比较两者的抗扭截面模量,可知(B )。
A空心钢轴的较大 B实心铝轴的较大 C其值一样大 D其大小与轴的剪切弹性模量有关23 关于平面弯曲正应力公式的应用条件,有以下4 种答案,请判断哪一种是正确的。
C(A) 细长梁、弹性范围内加载;(B) 弹性范围内加载、载荷加在对称面或主轴平面内;(C) 细长梁、弹性范围内加载、载荷加在对称面或主轴平面内;(D) 细长梁、载荷加在对称面或主轴平面内。
24长度相同、承受同样的均布载荷q 作用的梁,有图中所示的4 种支承方式,如果从梁的强度考虑,请判断哪一种支承方式最合理。
D25 受横力弯曲的梁横截面上的剪应力沿截面高度按( )规律变化,在( )处最大。
A线性,中性轴处 B.抛物线,中性轴处C抛物线,上下边缘处 D. 线性,上下边缘处26 对于矩形截面梁,以下结论中错误的是(D)。
(A)出现最大正应力的点上,剪应力必为零;(B)出现最大剪应力的点上,正应力必为零;(C)最大正应力的点和最大剪应力的点不一定在同一截面上;(D)梁上不可能出现这样的截面,即该截面上最大正应力和最大剪应力均为零。
27在梁的正应力公式中σ=M·y/I z,I z为梁截面对( C )的惯性矩。
(A)形心轴;(B)对称轴;(C)中性轴;(D)形心主轴28 几何形状完全相同的两根梁,一根为钢材,一根为铝材。
若两根梁受力情况也相同,则它们的(A )A弯曲应力相同,轴线曲率不同B弯曲应力不同,轴线曲率相同C弯曲应力与轴线曲率均相同D弯曲应力与轴线曲率均不同30. 梁的挠度是(B )A横截面上任意一点沿梁轴线垂直方向的线位移B横截面形心沿梁轴垂直方向的线位移C横截面形心沿梁轴方向的线位移D横截面形心的位移31. 梁的挠曲线微分方程在(D )条件下成立A梁的变形属小变形 B材料服从虎克定律C挠曲线在xoy面内 D同时满足A、B、C32. 在下列关于梁转角的说法中,( D)是错误的A转角是横截面绕中性轴转过的角位移 B转角是变形前后同一截面间的夹角C转角是挠曲线的切线与轴向坐标轴间的夹角 D转角是横截面绕梁轴线转过的角度33. 矩形截面梁剪切弯曲时,在横截面的中性轴处( B)A正应力最大,剪应力为零 B正应力为零,剪应力最大C正应力和剪应力均最大 D正应力和剪应力均为零34 图示梁B端的转角θB=0,则力偶矩m等于(C)A. Fl;B. F l/2;C. Fl/4;D. Fl/8。
35.图示悬臂梁AC,C截面处的挠度值,有四种答案,其中正确的是( )。
A.fc =θB·aB.fc =θA·2aC.fc =fB+θB·aD.fc =fB36.研究一点应力状态的任务是()A.了解不同横截面上的应力变化情况B.了解某横截面上的应力随外力的变化规律C.求某一截面上的应力D.找出一点在不同方位截面上的应力变化规律37. 单元体处于纯剪切应力状态,按第三强度理论,其相当应力为( A )A.大于零B. 小于零C. 等于零D.不能确定38单元体处于纯剪切应力状态,其主应力特点是( C )。
(A)σ1=σ2>0,σ3>0;(B)σ1= 0,σ2=σ3<0;(C)σ1>0,σ2=0,σ3<0,|σ1|=|σ3|;(D)σ1>0,σ2=0,σ3<0,|σ1|>|σ3|。